(57)【要約】【課題】気泡を低減した光ガラス母材を長期的に安定して製造できる光ガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】チャンバ１内の心材３に酸水素バーナ２でガラス微粒子を吹き付けて多孔質のスート層６を成長させる光ガラス母材の製造方法において、上記チャンバ１の上からチャンバ１内に給気して上記チャンバ１の下からチャンバ１外へ排気すると共に、上記酸水素バーナ２を上記心材３の上から上記心材３に臨ませた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内の心材に酸水素バーナでガラス微粒子を吹き付けて多孔質のスート層を成長させる光ガラス母材の製造方法において、上記チャンバの上からチャンバ内に給気して上記チャンバの下からチャンバ外へ排気すると共に、上記酸水素バーナを上記心材の上から上記心材に臨ませたことを特徴とする光ガラス母材の製造方法。
【請求項２】
上記給排気によるチャンバ内の気流の強さを、上記心材に未付着のガラス微粒子が上記心材より上に行かない強さにしたことを特徴とする請求項１記載の光ガラス母材の製造方法。
【請求項３】
チャンバ内の心材に酸水素バーナでガラス微粒子を吹き付けて多孔質のスート層を成長させる光ガラス母材の製造方法において、上記チャンバの上からチャンバ内に給気して上記チャンバの下からチャンバ外へ排気し、該給排気によるチャンバ内の気流の流速を１．０ｍ／ｓ以上に保つと共に、上記酸水素バーナを上記心材の上から上記心材に臨ませたことを特徴とする光ガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡を低減した光ガラス母材を長期的に安定して製造できる光ガラス母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの製造方法として、ＶＡＤ法等で作製されたコアとクラッドの一部からなる心材（コアガラスターゲット）に、酸水素火炎のバーナの中にガラス原料（例えば、四塩化珪素）を供給し、加水分解反応により形成されるガラス微粒子を上記心材に吹き付け、多孔質のスート層を成長させて多孔質ガラス母材を製造するＯＶＤ（外付け）法が一般的に用いられている。ＯＶＤ法で製造された多孔質ガラス母材は、その後、約１５００℃の温度で加熱焼結され、透明なガラス母材となる。
【０００３】
スート層を心材の軸方向及び周方向に均一に成長させるために、心材はチャンバ内で水平に支持され、その水平な中心軸の周りに回転され、酸水素バーナと心材は心材の中心軸と並行な方向に相対移動される。
【０００４】
従来の光ガラス母材の製造方法では、チャンバ内で酸水素バーナから心材に吹き付けられる原料ガスを含んだ酸水素火炎が上昇気流と共に安定に形成されるよう、酸水素バーナを上記心材の下から心材に臨ませ、酸水素火炎が垂直上方、斜め上方あるいは水平に向くようにしている。排気口は、心材を挟んで酸水素バーナとは反対側、つまり心材より上に設けられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０２４２号公報
【特許文献２】特許第３５２４４２６号公報
【特許文献３】特開平９−７１４３０号公報
【特許文献４】特開平１１−３４３１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光ファイバを紡糸（線引）工程で断線なく安定に製造するためには、光ガラス母材に含まれる気泡を低減することが重要である。気泡の発生要因として、前述の加水分解反応により形成されたガラス微粒子のうち、心材に堆積されずに排気されるガラス微粒子の一部が、排気口やチャンバ内壁に付着し、そのガラス微粒子が堆積していく中で剥離し、落下して心材（成長中の光ガラス母材）に付着することが知られている。
【０００７】
従来の光ガラス母材の製造方法では、光ガラス母材に含まれる気泡を低減する対応策として、チャンバを加熱することで付着したガラス微粒子が剥がれにくくしたり、チャンバへのガラス微粒子の付着を低減する独立したガスをチャンバに導入したりしている。しかし、これらの対応策では、短期的には気泡を低減する効果があるが、半年から１年といった長期的な期間で安定して気泡を低減することは困難である。それは、長期間使用した場合、加水分解反応で発生するＨＣｌなどの腐食性ガスにより排気口やチャンバが劣化し、その劣化により排気口やチャンバに異物（例えば、金属チャンバの場合は錆）が発生する。排気口やチャンバは心材より上に位置するため、この異物が光ガラス母材に落下して気泡の発生原因となる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、気泡を低減した光ガラス母材を長期的に安定して製造できる光ガラス母材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、チャンバ内の心材に酸水素バーナでガラス微粒子を吹き付けて多孔質のスート層を成長させる光ガラス母材の製造方法において、上記チャンバの上からチャンバ内に給気して上記チャンバの下からチャンバ外へ排気すると共に、上記酸水素バーナを上記心材の上から上記心材に臨ませたものである。
【００１０】
上記給排気によるチャンバ内の気流の強さを、上記心材に未付着のガラス微粒子が上記心材より上に行かない強さにしてもよい。
【００１１】
また、本発明は、チャンバ内の心材に酸水素バーナでガラス微粒子を吹き付けて多孔質のスート層を成長させる光ガラス母材の製造方法において、上記チャンバの上からチャンバ内に給気して上記チャンバの下からチャンバ外へ排気し、該給排気によるチャンバ内の気流の流速を１．０ｍ／ｓ以上に保つと共に、上記酸水素バーナを上記心材の上から上記心材に臨ませたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１３】
（１）気泡を低減した光ガラス母材を長期的に安定して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１に示されるように、本発明に係る光ガラス母材の製造方法によれば、チャンバ１の上からチャンバ内に給気してチャンバ１の下からチャンバ外へ排気することにより、チャンバ内を上から下に向かって流れる気流を発生させると共に、酸水素バーナ２を心材３の上から心材３に臨ませることにより、心材３の上から心材３にガラス微粒子を吹き付ける。
【００１６】
製造装置を詳しく説明すると、チャンバ１の上部には給気口４が形成され給気ダクト（図示せず）が取り付けられ、チャンバ１の下部には排気口５が形成され排気ダクト（図示せず）が取り付けられる。図は簡素化して描いてあるのでチャンバ１は単純な寸胴形であるが、他の形状、複雑な形状であることを妨げない。排気口５は心材３よりも下に配置すればよく、図示のように心材３の直下である必要はない。同様に、給気口４は心材３を挟んでほぼ排気口５と反対側に配置すればよく、図示のように心材３の直上である必要はない。
【００１７】
当然のことながら給気口４から給気するガス（例えば、空気、窒素ガス）は清浄なガスであり、給気口４にフィルタ（図示せず）を取り付けてもよい。図示した製造装置全体がクリーンな環境に設置されていれば、フィルタがなくともよい。
【００１８】
チャンバ１の材質はＳＵＳ系金属であるが、石英ガラスや他の材料でも構わない。
【００１９】
心材３はあらかじめ棒状に形成され、図示しない回転支持機構によってチャンバ１内に水平に支持され、かつ心材の中心軸の周りに回転される。
【００２０】
酸水素バーナ２は、心材３に対し斜め上方に設置されている。よって、酸水素バーナ２は、心材３の斜め上から心材３にガラス微粒子を吹き付けることになる。
【００２１】
酸水素バーナ２と心材３は心材３の中心軸と並行な方向に相対移動できる。この実施形態では、心材３を固定し、酸水素バーナ２を心材の長手方向（紙面に垂直な方向）に往復運動させる。
【００２２】
製造方法を詳しく説明すると、チャンバ１内で水平に支持された棒状の心材３をその心材３の中心軸の周りに回転させると共に、その心材３の外周に酸水素バーナ２でガラス微粒子を吹き付けつつ、酸水素バーナ２を心材３の長手方向に往復運動させて心材３の外周に多孔質のスート層（多孔質ガラス堆積層）６を順次堆積成長させる。
【００２３】
その際、チャンバ１には上方の給気口４から給気し下方の排気口５から排気して気流を起こす。その気流の流速を１．０ｍ／ｓ以上に保つことで、酸水素バーナ２から吹き出すガラス微粒子を含む酸水素火炎７を安定に下方に導くことが可能になる。
【００２４】
また、酸水素火炎７が心材３に吹き付けられた際に発生する余剰のガラス微粒子は、気流の流速を１．０ｍ／ｓ以上に保つことで、上方に舞い上がることなくスムーズに下方の排気口５に排出される。
【００２５】
そして、長期間使用により排気口５やチャンバ１が劣化して異物が発生しても、排気口５やチャンバ１（劣化箇所）が心材３より下に位置するため、異物が成長中の光ガラス母材に落下して気泡の発生原因となることがない。
【００２６】
以上により、光ガラス母材（心材）の上方にある部材・雰囲気がいつもクリーンな状態に保たれることになり、長期間製造を行ってもガラス微粒子や異物の落下による気泡の発生が抑えられ、安定した製造が可能となる。
【００２７】
なお、流速が１．０ｍ／ｓ以上であることが好ましい理由は次の実験の結果による。すなわち、実験的に０．５ｍ／ｓ、０．８ｍ／ｓ、１．０ｍ／ｓ、１．５ｍ／ｓ、２．０ｍ／ｓの条件下で、流れの様子、汚れの堆積の様子を観測した。流速が１．０ｍ／ｓ以上では、上昇気流によるスートの舞い上がりが抑えられ、心材のスート堆積位置より上方に位置するチャンバ壁には汚れがほとんどなかった。流速が速くなればなるほど汚れの境界位置が下方になる。
【００２８】
逆に、流速が０．５ｍ／ｓ、０．８ｍ／ｓでは、上方へのスートの舞い上がりが発生し、心材３のスート堆積位置より上方に位置するチャンバ１の壁にスートが付着し、かつスートの剥がれ（一部）が発生した。流速が遅ければ遅いほど剥がれるスートの量も多かった。
【実施例１】
【００２９】
石英ガラス製の多重管酸水素バーナに水素ガス０．０６ｍ3／分、酸素ガス０．０３ｍ3／分及び四塩化珪素３０グラム／分を供給し、加水分解反応でガラス微粒子を発生させ、心材の径φ３５ｍｍからスタートし、多孔質スート径φ１５０ｍｍまで堆積した。心材の回転数は４０ｒｐｍ、バーナの移動速度は１２０ｍｍ／分とした。
【００３０】
その後、透明ガラス化を行い、その際、ガラス内に発生する０．１〜１．０ｍｍの気泡の数を評価した。約１本／日のペースで半年続けた際の一母材当たりの気泡数は０〜２個であった。このように、安定した光ガラス母材製造を実現することができた。
【００３１】
比較例として、心材の上方に排気口があって心材の下方にバーナが設置されている従来の製造装置で、上記実施例と同じ堆積条件（ガス濃度、径、速度、製造ペース等）で長期間製造を行って気泡数を評価したところ、３ヶ月までは０〜２個で安定していたが、その後、徐々に気泡数が増加して数十個になった。その原因を調べたところ、排気口の劣化（腐食）の進行状態と気泡数増加の傾向とがほぼ一致していることがわかった。
【００３２】
このことから、チャンバの上からチャンバ内に給気してチャンバの下からチャンバ外へ排気することにより、チャンバ内を上から下に向かって流れる気流を発生させると共に、酸水素バーナを心材の上から心材に臨ませることにより、心材の上から心材にガラス微粒子を吹き付けるようにして製造を行えば、チャンバや排気口に付着したガラス微粒子や異物が成長中の光ガラス母材に落下して付着することがなくなり、長期間安定に製造を続けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の光ガラス母材の製造方法を実施する製造装置の原理的構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  チャンバ
２  酸水素バーナ
３  心材
４  給気口
５  排気口
６  スート層（多孔質ガラス堆積層）
７  酸水素火炎
【図１】
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